تقنية

ماذا تعرف عن تكنولوجيا الرؤيـة الحاسوبية

يحتوي عالمنا اليوم على عددٍ لا يُحصى من بيانات مثل الصور ، مقاطع الفيديو ، وذلك عبر الكاميرات المدمجة في أجهزتنا المحمولة وحدها ، كما تتضمّن أيضًا بيانات عبر أجهزة الاستشعار الحرارية أو الأشعة تحت الحمراء ومصادر أخرى.

إلى جانب كمّية ضخمة عبر البيانات المرئية و التي تقوم بمشاركة أكثر من ثلاثة مليار صورة عبر الإنترنت يوميًا- فإنَّ قدرة الحوسبة المطلوبة لتحليل البيانات يمكن الوصول إليها اليوم بسهولة بفضل الرؤية الحاسوبية. و لكن يبقى السؤال ما هي الرؤية الحاسوبية .

ما هي الرؤية الحاسوبية Computer vision؟

الرؤية الحاسوبية أو الComputer vision هي احدى مجالات علوم الحوسبة الحديثة ، تهدف إلى بناء تطبيقات ذكية قادرة على فهم محتوى الصور كما يفهمها الإنسان. حيث من الممكن أن تأخذ بيانات الصور عدة أشكال كالصور المتعاقبة (فيديو)، المشاهد من عدة كاميرات ، بيانات ذات عدة أبعاد مأخوذ من جهاز تصوير طبي .

تساعد هذه التقنية على رؤية العالم وتحليل البيانات المرئية ثم اتخاذ قرارات منها أو اكتساب فهم حول البيئة والعالم، بالإضافة إلى تحديد ومعالجة الأمور مثل الصور ومقاطع الصوت والصورة بنفس الطريقة التي يَعملها البشر، حتى وقتٍ قريبٍ كانت الرؤية الحاسوبية تعمل بقدرة محدودة، إلّا أنَّ كمية البيانات الرقمية الهائلة التي نُنتجها اليوم مثّلت إحدى العوامل الرئيسية الدافعة وراء تطورّ الرؤية الحاسوبية.

كيف تعمل الرؤية الحاسوبية Computer vision يا ترى؟


تعمل بواسطة قدرات الذكاء الاصطناعي، أي تُعتبر قوة الرؤية المُعطاة للحواسيب هي إحدى أبرز المكونات الأساسية ، فمثلاً : لمحاكاة عمل الرؤية البشرية فـأنت بحاجة الحواسيب إلى الحصول على الصور والصوت والصورة لمعالجتها وتحليلها وفهمها.

إقرأ أيضاً عن: التوأم الرقمي

فيما يلي بعض الأمثلة المهمّة للرؤية الحاسوبية في الحياة العملية اليوم:

المركبات ذاتية القيادة

الرؤية الحاسوبية Computer vision ضرورية لتمكين السيّارات ذاتية القيادة عبر السّير في الطُرقات بكفاءة عالية، حيث يستخدم مُصنّعي السيارات – مثل تسلا وبي ام دبليو وفولفو وأودي- كاميرات متعدّدة وأجهزة الليدار والرادار، بالإضافة إلى أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية للحصول على صور عبر البيئة حتى لتتمكّن السيارات ذاتية القيادة عبر اكتشاف الأمور المحيطة بها والعلامات والإشارات المرورية للقيادةِ بأمان.

تطبيق جُوجل للترجمة

كُلّ ما عليك عمله لقراءة الإشارات المكتوبة بلغة خارجية، هو توجيه كاميرا هاتفك الذكيّ إلى الجميعمات والسماح لتطبيق جوجل بإخبارك ما تعنيه هذه الجميعمات باللغة التي تُريدها على الفور، وذلك بإستخدام بعض أدوات الرؤية الحاسوبية Computer vision مثل خاصية التعرّف البصري على الأحرف، والواقع المُعزّز لإعطاء ترجمة دقيقة.

التعرّف على الوجه

تأتي الصين في طليعة استخدام هذه التقنية بين جميع دول العالم، حيث تستخدمها في عمل الشرطة وبوّابات الدفع ونقاط التفتيش الأمنية في المطار، والمواقع الحكومية وغيرها عبر التطبيقات الأخرى.

الرعاية الصحّية

نظرًا لأنَّ 90% عبر البيانات الطبّية تعتمد على الصور فهناك عدد كبير عبر الاستخدامات الواسعة للرؤية الحاسوبية في مجال الطبّ، تتضمن طُرق التشخيص الطبّي الحديثة، وتحليل الأشعة السينية، والتصوير الشعاعي للثدي وغيرها عبر عمليات المسح الصورية لمراقبة حالات السقمى، وتحديد المشاجميع الصحّية في وقتٍ مُبكّر، بالإضافة إلى المساعدة في عمليّات الجراحة، عبر المتوقّع أنْ تستفيد المؤسسات الطبّية عبر الرؤية الحاسوبية Computer vision في مجال الرعاية الصحّية بشجميع أكبر في المستقبل.

تتبّع الأنشطة الرياضية

تحليل مباريات كرة القدم والأنشطة الرياضية الأخرى المُتلفزة أمرٌ رائج منذ فترة طويلة، ساهمت الرؤية الحاسوبية Computer vision أيضًا في تطوير وتسهيل عملية التحليل والإستراتيجيات بدقة وكفاءة عالية، عبر خلال تتبّع اللاعبين وتقييم مستوياتهم. عن طريق أجهزة الاستشعار المتنوعة الموجودة في الملاعب والميادين الرياضية، وإخراجها في صورة معلومات إحصائية.

الزراعة

في معرض الإلكترونيات الاستهلاكية (CES) الذي يُقام سنويًا في مدينة لاس فيجاس الأمريكية، تم الكشف عام 2019 عن حصّادة شبه ذاتية تستخدم الذكاء الاصطناعي والرؤية الحاسوبية لتحليل جودة الحبوب أثناء حصادها، وإيجاد طريقة فعّالة لإنتاج المحاصيل بجودة عالية، ذلك عبر خلال تحديد الأعشاب الضارة بحيث يمكنها رش مبيدات الأعشاب عليها مباشرةً بدلًا عن المحاصيل، وبفضل تقنية الرؤية الحاسوبية Computer vision المتوفّرة في مثل هذه الحصّادات، فمن المتوقّع أنْ تُقلّل عبر كمّية استخدام مبيدات الأعشاب بنسبة تُقارب 90%.

الصناعة

تُساعد الرؤية الحاسوبية Computer vision في جعل الشركات الصناعية تعمل بطريقة أكثر أمانًا وفاعلية و بطرق متنوّعة، وتُعتبر الصيانة التنبؤية إحدى الأمثلة على ذلك، حيث يتم مُراقبة المعدّات الصناعية عبر خلال الرؤية الحاسوبية للتدخل السريع قبل حدوث عطل قد يتسبّب في تعطيل سير العمل، كما تتم أيضًا مراقبة عملية التعبئة وجودة المنتج التي تُساهم في تقليل عدد المنتجات المشوّهة أو المعيبة.

بعض المهام الأساسية للرؤية الحاسوبية

التعرف Recognition

هي المهمة التقليدية في الرؤية الحاسوبية، وهي القيام بتحديد ما إذا كانت الصورة تحتوي أو لا تحتوي جسماً، معلماً، أو نشاطاً معيناً. هذه المهمة من الممكن حلها بباسطة وبدون أي جهد يذكر بواسطة الإنسان، لكن لا تزال هذه المسألة غير محلولة بشكل فعال ونهائي من قبل الحاسوب في شكلها العام.

هناك أنواع مختلفة لمشكلة التعرف مشروحة في المراجع العلمية:

التعرف Recognition : يتم التعرف على واحد أو البعض من الأجسام التي تم تعليمها مسبقاً للحاسوب، غالباً بأوضاعها المختلفة أو بزاويا مختلفة للكاميرا.

التحديد Identification: تحديد مطابق وحيد للجسم المعرف. مثلاً: تحديد وجه شخص معين أو التعرف على بصمة شخص معين أو سيارة من نوع معين.

التحري Detection: يتم البحث في بيانات الصورة لإيجاد جسم معين. مثال: تحري وجود خلايا مريضة في صورة طبية، التحري عن وجود سيارة على طريق سريع.

الحركة Motion :يوجد العديد من المهام التي تتعلق بتقدير الحركة حيث تعالج فيها سلسلة من الصور المتعاقبة زمنياً من أجل حساب السرعة إما عند كل نقطة في الصورة أو في المشهد الثلاثي الأبعاد.

بعض الأمثلة على هذه المهام هي:

حركة الكاميرا Egomotion

تحديد الحركة الصلبة للكاميرا في الفضاء الثلاثي الأبعاد، وايضا التتبع Tracking وتعني تتبع حركة الأجسام في الصورة المتعاقبة زمنياً (فيديو) مثل تتبع الأشخاص أو السيارات.


بناء المشهد : Scene reconstruction

بإعطاء صورة واحدة (بشكل عام أكثر من واحدة) لجسم معين أو صور متعاقبة، تهدف عملية بناء المشهد إلى حساب الموديل الثلاثي البعد للمشهد. وفي أبسط الحالات من الممكن إعادة بناء الجسم على شكل مجموعة من النقاط الثلاثية الأبعاد. وهناك طرق معقدة أكثر تقوم ببناء الموديل السطحي الكامل للأجسام.


ترميم الصورة Image restoration

و تهدف عملية ترميم الصور إلى إزالة التشويش (تشويش المستشعرات، تشويش الحركة…الخ) من الصور. تعتبر عمليات الفلترة (فلتر المتوسط – فلتر الوسيط..الخ) من أبسط عمليات إزالة التشويش من الصور.

يتم بشكل مبدئي التعرف على مكونات الصورة كالخطوط والمستقيمات ومن ثم التحكم بالفلتر بناء على المعلومات المحلية في جزء الصورة حيث يتم الحصول على نتائج أفضل من استخدام الفلاتر البسيطة.

المصادر
اول ، ثاني ، ثالث

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى